Я создаю симуляцию частиц, в которой частицы одновременно притягиваются и отталкиваются, и находятся на идеальном расстоянии, где силы уравновешены. Я хотел бы использовать его для моделирования различных типов материи.
Проблема в том, что независимо от сил между атомами, вся материя, которую я создаю, используя эту идею, кажется, в конечном итоге имеет консистенцию очень нестабильного желе. Если я попытаюсь просто уменьшить скорость всех частиц (в абсолютном смысле), то она станет менее похожей на желе, но если ее продвигать через пространство, она будет замедляться, как будто в каком-то густом липком эфире.
Я думаю, что если бы у меня был алгоритм, в котором я регулирую силы между частицами, никоим образом не используя абсолютную скорость (относительная скорость между взаимодействующими частицами в порядке), я мог бы заставить материю «кристаллизоваться», не заставляя ее действовать так, как если бы она в эфире.
У меня есть смутное понимание того, что атомы генерируют свет, когда они вибрируют со слишком большой энергией, что, как я полагаю, замедляет их, и я надеюсь, что какие-то похожие законы физики могут помочь мне найти алгоритм для этого.
В частности, это система, написанная на Web GL, где я кодирую частицы в текстурах 2D-графики, поэтому видеокарта обрабатывает все взаимодействия. Каждая частица создает вокруг себя поле на основе следующего уравнения:
Где , и универсально постоянны, расстояние от частицы. постоянна для каждого типа частиц. Один тип частиц может иметь отрицательное значение, а другой — положительное, создавая притяжение между ними. Это объясняется ниже.
умножается на нормализованный вектор, направленный от рассматриваемой частицы, чтобы получить вектор силы.
Это уравнение создает своего рода «пончик» силы вокруг частицы, основанный на различных значениях и .
(Сейчас у меня есть только приведенное выше уравнение, но, конечно, я могу добавить и другие).
Поле, в котором живут частицы, содержит сумму всех полей, создаваемых частицами. Изменение скорости частицы определяется следующим образом:
где - вектор полного поля в месте расположения частиц, масса частиц и - «заряд поля» типа частиц, также используемый в приведенном выше уравнении.
Есть переменное количество полей. В самом простом сценарии их всего 1, но в целом у меня их 2, один для электрической силы, а другой для силы ядерного отталкивания.
Кажется, у вас есть какое-то взаимодействие ближнего действия, и вы запрограммировали симуляцию молекулярной динамики. Другим общим потенциалом для этих вещей является потенциал Леннарда-Джонса, который может дать вам большую стабильность.
Насколько я знаю, твердое тело невозможно с квантовой механикой. Используя сил, которые мы имеем с гравитацией и электростатикой, невозможно создать стабильное твердое тело. Если у вас есть шахматная структура электронов и протонов, она может разрушиться от малейшего возмущения. Так что на самом деле квантовая механика нужна, чтобы иметь правильные связанные состояния.
Для вашей симуляции я предлагаю вам попробовать потенциал Леннарда-Джонса. Демпфирование со скоростью - это еще одна вещь, которая должна дать вам стабильность. Боюсь, что без квантовой теории нельзя построить классическую симуляцию элементарных частиц.
dmckee --- котенок экс-модератор